电流密度：导线截面积与电子运动的比例

在白炽灯泡中流动的电流把灯泡细灯丝加热到白炽状态时，导线几乎不被加热。当电流相同时，每秒通过导体大截面和小截面的电子数是相同的。在导体小截面中流动的电子速度高并通过强摩擦而使之变热（图2-27）。

图2-27 不同导体截面中的电子运动

每平方毫米横截面的电流称为电流密度J（单位：A/mm²）。

电流密度

式中 J——电流密度；

I——电流；

A——导线的横截面面积^[4]。

例题

通过白炽灯泡的电流I=0.2A，求下列情况的电流密度：

a）截面积为1.5mm²的导线。

b）直径为0.03mm的灯丝。

解：(https://www.xing528.com)

a）

b）

导体的加热程度取决于其电流密度的大小。

线圈绕组、变压器或电动机使用的导线不允许持续的电流密度太大、导线的绝缘层不能太热、不能存在燃烧危险。因此，要求其截面积能承受最大的电流（表2-10）。

表2-10 固定布线的电流负荷能力，PVC绝缘的铜导线，环境温度为30℃（按DINVEE0298，第4部分）

在墙壁、天花板或地板的布线管或管道中布线时（布线方式B2）其电流密度允许比直接铺设在墙壁或灰浆下的绝缘导线或电缆（表2-10，布线方式C）的电流密度小。

小截面导线的允许电流密度大于大截面导线的允许电流密度（图2-28）。双线等长的导线表面积是单线的两倍，而其体积是4倍。因此，细导线的冷却效果比粗导线好。同样，架空导线的冷却效果比线圈中的导线好。

允许电流密度视导线的截面积、材料及冷却能力而定。

图2-28 两根芯线时绝缘铜导线允许的电流密度

（DINVDE0298，第4部分）